探析3D打印技术的优势

1.从制造成本来看

（1）生产周期短节约成本。

3D打印技术在有三维数据模型的条件下，即可直接开始制造实体零件，无须制造模具和试模等传统制造工艺漫长的试制过程，大大缩短了生产周期，也节约了制模成本。

（2）制造复杂零件不增加成本。

对于3D打印技术而言，制造形状复杂的物体仅是数据模型的不同，与制造简单物体并无太大不同，并不会额外消耗更多的时间、材料等成本，而一个复杂形状的模具制作相当耗时费力，有的甚至无法制成。3D打印制造复杂零件（图1-11）的方法若能和传统制造达到同样的精度和实用性，将会对产品价格产生很大的影响。

图7-4　声波曲线单位统一前后值域分布范围对比图

图1-11　3D打印复杂结构物体

（3）产品多样化不增加成本。

同一台3D打印设备按照不同的数据模型使用相同材料，可以同时制造多个形状不同的物体。传统制造设备功能较为单一，能够做出的形状种类有限，成本相对也较高。

2.从产品来看

（1）实现个性化产品定制。

对于3D打印技术，从理论上讲，只要计算机建模设计出造型，3D打印机都可以打印出来。人们可以根据所需对模型进行任何个性化修改，实现复杂产品、个性化产品的生产。这一点在医学领域的应用显得尤为重要和适宜，个性化制造符合患者需求的诸如假牙、人造骨骼和义肢（图1-12）等，对患者来讲意义重大。

图7-5　曲线拼接处理前后对比图（a）和拼接井平面分布图（b）

图1-12　3D打印的义肢

（2）产品无须组装，一体化成型。(www.xing528.com)

3D打印可以使部件一体化成型，不需要各个零件单独制造再组装，有效地压缩了生产流程，减少了劳动力的使用和对装配技术的依赖，在这些方面节省了大量成本。在传统生产中，产品生产是由流水线逐步生产组装的，部件越多，组装和运输所耗费的时间和成本也就越多。

（3）突破设计局限。

传统制造受制于生产工具和方式，并不能随心所欲地生产设想中的产品。3D打印技术突破了这些局限，可以轻松实现设计者的各种设计想法，大大拓宽了设计和制造者的发挥空间。

3.从生产过程来看

（1）制作技能门槛低。

3D打印中计算机控制制造全过程，降低了对操作人员技能的要求，不需要再依赖熟练工匠的技术能力控制产品的精度、质量和生产速度，开辟了非技能制造的新商业模式，并能在远程环境或极端情况下为人们提供新的生产方式。

（2）废弃副产品较少。

3D打印制造的副产品较少，尤其在金属制造领域，传统金属加工浪费量惊人，而3D打印进行金属加工时浪费量很少，节能环保。

（3）精确的产品复制。

3D打印依托数据模型生产产品，在同一产品精度的控制方面也是从数据扩展至实体，因而可以精确地创建副本或优化原件（图1-13）。

图1-13　高精度创建实体

（4）材料无限组合。

传统制造在切割或模具成型的过程中，不能轻易地将不同原材料结合成单一产品。而3D打印技术却可将以前无法混合的原材料混合成新的材料，这些材料种类繁多，甚至可以赋予不同的颜色，具有独特的属性或功能（图1-14）。

然而，3D打印技术并非“无所不能”，还有许多技术困难没有得到完美解决。在产品精度、实用性等方面还有很大的提升空间。现时技术条件下，3D打印技术仍存在一些缺陷或劣势。